菟丝子可用于虫害预警的寄生植物
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编译：龚晶北京市农林科学院农业信息与经济研究所 菟丝子（Cuscuta）属植物有着各式各样的俗称，如巫师的网、恶魔的肠、捣蛋皮或女巫的头发。它们是无根无叶的寄生植物，在不接触土壤的条件下仅依靠宿主就可以生长。它们的吸根遍布宿主，以汲取水分和营养，并利用藤蔓将其脉管系统与宿主的融合，实现二者网络合二为一。 日前，由中国昆明植物研究所吴建强博士与德国耶拿的马克斯·普朗克化学生态研究所的IanBaldwin博士共同领衔的科学家团队，对菟丝子的生态价值进行了深入考察。他们试图弄清，这种寄生植物是否在侵入宿主供给系统的同时，也能为植物间的相互交流创造条件。吴建强博士解释说：“研究发现，植物能够利用不稳定的线索（volatilecues）和地下菌根网络进行通信。因此，我们想了解菟丝子是否能够在不同宿主之间传递昆虫侵害诱发的信号，以及这些信号是否会激发对于昆虫的系统防御。”吴建强最初是马克斯·普朗克化学生态研究所的一名博士生，后来成为项目负责人，现在领导着该研究所在中国的合作团队。 在农业领域，菟丝子会危害牧场中的苜蓿和三叶草（clover），进而造成严重的经济损失。在中国境内，菟丝子曾导致大豆减产，农民因此损失惨重。针对这一情况，研究人员使用大豆作为研究对象。然而，需要指出的是，除大豆外，拟南芥（thalecress）、烟草和野生番茄也与这种寄生植物成对或者群体相连。为了诱发防御反应，研究人员将斜纹夜蛾（Spodopteralitura）这一全世界广泛存在的害虫幼虫放置在了实验植物上。 利用RNA测序，研究人员对实验对象叶子中的所有活性基因进行了转录组分析，结果发现受到昆虫危害的作物能将防御信号经所谓的“菟丝子桥（dodderbridges）”传递至相邻作物。ChristianHettenhausen是研究论文的第一作者，以前也是马克斯·普朗克化学生态研究所的员工。他指出，通过分析同一作物受危害和未受危害的叶子以及相邻作物叶子中转录组的主要变化，研究人员验证了信号传递效应的存在。植物激素茉莉酸在以菟丝子为媒介的信号传导过程中发挥着至关重要的作用。虫灾出现后，防御信号经菟丝子网络在植物之间迅速传播，甚至跨越很远的距离。得益于此，预警信号从一种植物传递至另一种植物。 未来，研究人员希望深入考察经由寄生桥而进行的信号传导。在目前的研究中，他们使用了斜纹夜蛾的幼虫，这是一种咀嚼式毛毛虫。下一步，他们还将研究刺吸式昆虫，如蚜虫，以观察它们是否会诱发不同的防御信号以及菟丝子是否会采用不同的传导方式。科研人员同样也想找到负责信号传导的物质。IanBaldwin博士总结道：“自然界中的生态互动非常复杂。虽然寄生生物会从其宿主身上掠走有价值的营养，但是，同时也会发挥连接并警告相邻作物的功能，尽管这种预警是否处于私利还需要进一步研究。”（来源：普朗克化学生态学研究所网站北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道） 本文系独家编译报道，转载请注明作者和出处。 赞赏 |
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